JPS60153274A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup deviceInfo
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- JPS60153274A JPS60153274A JP59009757A JP975784A JPS60153274A JP S60153274 A JPS60153274 A JP S60153274A JP 59009757 A JP59009757 A JP 59009757A JP 975784 A JP975784 A JP 975784A JP S60153274 A JPS60153274 A JP S60153274A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明に固体撮像装置の構成に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to the configuration of a solid-state imaging device.
〔発明の技術的背景とその問題点」
固体撮像装置においては、ビデオカメラ等のイメージセ
ン丈として用いられた場合、被写体の明るさが犬きく変
化したときにも適正遅出力を確保するために、電荷結合
装置(ChargeCouplsd Device、以
下CCDという一〕等の電荷転送装置における電荷の蓄
積時間である積分時間を変化させる。Cりないわゆる光
学的な自動利得制御(Automatic Ga1n
Control、:以下AGCという)機能が必要とな
る。[Technical background of the invention and its problems] When a solid-state imaging device is used as an image sensor in a video camera, etc., it is necessary to ensure appropriate slow output even when the brightness of the subject changes sharply. The integration time, which is the charge accumulation time in a charge transfer device such as a charge coupled device (hereinafter referred to as CCD), is changed.
Control (hereinafter referred to as AGC) function is required.
このような光学的AGC′+II能を有する固体撮像装
置としては、第1図に示すような構造が知られている。As a solid-state imaging device having such an optical AGC'+II function, a structure as shown in FIG. 1 is known.
これは例えばP’Mシリコンよりなる半導体基板1上に
、照射光の強度に応じた毎号′電荷を発生する感光画素
2a、2b、・・・2m。These are, for example, photosensitive pixels 2a, 2b, . . . , 2m that generate charges in accordance with the intensity of irradiated light on a semiconductor substrate 1 made of P'M silicon.
2nが一列に配置されており、これらと平行に片側には
移送r−ト3及びCCDレジスタ4、反対側には元ダイ
オード6が設けられている。この移送ゲート3は、感光
画素の電荷を上記CCDレジスタ4に移送することを制
御するためのダートであり、CCDレジスタ4は信号電
荷を出方部5の方へ順次転送するものである。光ダイオ
ード6は積分時間を定めるための基準出方を発生するも
のであり、一方の端部には、光ダイオード6で発生した
電荷を取り出すための制御を行なう出力ダート7、この
出力ダートにより制御されて流入する信号電荷を蓄える
浮遊拡散領域8、この浮遊拡散領域8に蓄えられた電′
荷を排出してこれをリセットするためのリセットダート
9、このリセットダート9により導かれる電荷を排出す
るためのリセットドレイン10が設けられている。浮遊
拡散領域8には、該領域8の電位を検出するためのソー
スフォロワ回路IIが接続されている。このソースフォ
ロワ回路IIは、同一基板上に構成されたMOS )ラ
ンジヌタ12と抵抗13から成っており、ダート電極1
2Gは入力に、ソース電極12Bは適尚な直流成田にそ
れぞれ接続さ肛、ドレイン電極12’DId出力となる
とともに抵抗13を介して接地されている。この出力は
、移送ゲート3を駆動しかつリセットゲート9を作動さ
せる機能を有する基板I外に設けられた動作信号発生部
I4に入力されている。2n are arranged in a row, and in parallel thereto, a transfer r-t 3 and a CCD register 4 are provided on one side, and a source diode 6 is provided on the opposite side. The transfer gate 3 is a dart for controlling the transfer of the charge of the photosensitive pixel to the CCD register 4, and the CCD register 4 sequentially transfers the signal charge toward the output section 5. The photodiode 6 generates a reference output for determining the integration time, and at one end there is an output dart 7 for controlling the extraction of the charge generated by the photodiode 6. A floating diffusion region 8 that stores signal charges flowing into the floating diffusion region 8.
A reset dirt 9 is provided for discharging the load and resetting it, and a reset drain 10 is provided for discharging the charge introduced by the reset dart 9. A source follower circuit II for detecting the potential of the floating diffusion region 8 is connected to the floating diffusion region 8 . This source follower circuit II consists of a MOS (MOS) range nut 12 and a resistor 13 constructed on the same substrate.
2G is connected to an input, the source electrode 12B is connected to a suitable DC terminal, and the drain electrode 12' serves as an output and is grounded via a resistor 13. This output is input to an operation signal generator I4 provided outside the substrate I, which has the function of driving the transfer gate 3 and operating the reset gate 9.
このような構成の固体撮像素子の動作は次のとうりであ
る。感光画素2a〜2ntlCおいて光の強度ノ9ター
ンに応じて発生した元醒流は、信号電荷として蓄積さn
る。これらの感光画素2a〜2nに並列に配置された移
送ゲート3は動作信号発生部から出力される同期ノ4ル
スにより開閉し、蓄積された信号電荷をCCDレジスタ
4に移送する。このCCDレジスタ4を駆動することに
よって、信号電荷は出力85の方へ転送され、出力部5
では電葡童に対応する電圧に変換されて時系列信号とし
て取や出される。一方、光ダイオード6は感光画素28
〜2nの近傍に並列に配置されているから、それぞれの
画素の近傍では画素と近似的に略同じ光強度に対する出
力を出しているから、元ダイオード6全体では画素全体
に照射された元の平均値が浮遊拡散領域8から出力され
る。この元ダイオード6の端部に設けられた出力ダート
7及びリセットドレインl0IICは、適尚な直流電圧
υ8及びvbが加えられており、リセットドレインIO
の下には深いポテンシャル井戸ができるから、リセット
電極9にパルスを加えることにより過剰電荷の排出を行
なうことができる。浮遊拡散領域8から取り出され、ン
ース7オロワ11により検出されるのは各画素で発生し
て蓄積された信号電荷の平均値であり、第2図(b)の
波形図に示すように時刻toにおけるリセットから徐々
に出力レベルが低下していく。この出力が入力されてい
る動作信号発生部I4においては、これと基準になって
いる参照電圧VRBFと比較し、時刻t1でこれを超え
たときには移送ゲート3及びリセットダート9を開くよ
うな第2図(a)に示す同期パルスを出力する。このよ
うに元ダイオード6に照射された元の強度が大きいとき
は、ソースフォロワ11により検出する電圧値は速く所
定の参照電圧に達するため早く移送ゲート3を開くこと
になり、感光画素2a〜2nにおける積分時間は短かく
なるため、CCDレジスタ4により転送され出力部5か
ら出力される電圧値は増加せず、逆に照射光強度が小さ
いときけ移送ゲート3を開くのが遅くなるがら出力g5
からの出力電圧値は減少せず、結果としてAGCli能
を達成していることになる。The operation of the solid-state image sensor having such a configuration is as follows. The original wake current generated in response to the nine turns of light intensity in the photosensitive pixels 2a to 2ntlC is accumulated as a signal charge.
Ru. Transfer gates 3 arranged in parallel with these photosensitive pixels 2a to 2n are opened and closed by a synchronization pulse outputted from an operation signal generator, and transfer accumulated signal charges to a CCD register 4. By driving this CCD register 4, the signal charge is transferred towards the output 85, and the signal charge is transferred to the output section 5.
Then, it is converted into a voltage corresponding to the voltage and output as a time series signal. On the other hand, the photodiode 6 is connected to the photosensitive pixel 28.
Since they are arranged in parallel in the vicinity of ~2n, the output in the vicinity of each pixel is approximately the same as that of the pixel, so the entire original diode 6 is equal to the average of the original irradiated to the entire pixel. A value is output from the floating diffusion region 8. Appropriate DC voltages υ8 and vb are applied to the output dart 7 and reset drain IOIIC provided at the end of this original diode 6, and the reset drain IO
Since a deep potential well is formed under the electrode 9, excess charges can be discharged by applying a pulse to the reset electrode 9. What is taken out from the floating diffusion region 8 and detected by the second 7 lowerer 11 is the average value of the signal charges generated and accumulated in each pixel, and as shown in the waveform diagram of FIG. 2(b), the average value of the signal charges is The output level gradually decreases from the reset at . The operation signal generating section I4 to which this output is input compares this with the reference voltage VRBF, which is the standard, and when it exceeds this at time t1, a second The synchronization pulse shown in Figure (a) is output. When the intensity of the original irradiation on the source diode 6 is high as described above, the voltage value detected by the source follower 11 quickly reaches the predetermined reference voltage, so the transfer gate 3 is opened quickly, and the photosensitive pixels 2a to 2n Since the integration time at g5 becomes shorter, the voltage value transferred by the CCD register 4 and output from the output section 5 does not increase.On the contrary, when the irradiation light intensity is small, the opening of the gate transfer gate 3 is delayed, but the output g5
The output voltage value does not decrease, and as a result, the AGCli function is achieved.
ところがこのような構成の固体撮像装置においては、光
トランジスタで取り出された東向によってAGC動作を
行なうようになっており、各゛感光画素に当った光強度
の平均値によって動作するから、例えば局所的に強い光
が当った場合には、平均値としては小さくなるため積分
時間を短縮させるようにAGCが機能せず、この強い光
が当った個所の画素からは大量の電荷が発生して周辺の
画素へ流入し、出方信号を著しく劣化させる欠点がある
。このような状態が生じたときは、画素となったとき強
い光の当った部分の寸法が見かけ上増大するいわゆるプ
ルーミング現象が生じるため、イメージセン丈としての
機能を著しく損なうものである。However, in a solid-state imaging device with such a configuration, the AGC operation is performed by the east direction taken out by the phototransistor, and the operation is performed based on the average value of the light intensity hitting each photosensitive pixel. If strong light hits the area, the average value will be small, so the AGC will not work to shorten the integration time, and a large amount of charge will be generated from the pixels in the area where the strong light hits, causing damage to the surrounding area. There is a drawback that the signal flows into the pixel and significantly deteriorates the output signal. When such a situation occurs, a so-called pluming phenomenon occurs in which the size of the portion of the pixel that is hit by strong light appears to increase, which significantly impairs the function of the image sensor.
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、局所的に光
強度のばらつきがある場合でも、充分な機能を果たす光
学的AGC動作を行なうことのできる固体撮像装置を提
供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device that can perform optical AGC operation with sufficient functionality even when there are local variations in light intensity. .
〔発明の概要」
本発明は各感光画素毎に信号電荷量を非破壊検出してそ
の電荷量に対応した電圧を発生する回路を設け、その電
圧と参照延圧とを比較して差に応じた電流を発生させる
。この電流を共通化した電流路に導いて電流検出を行な
9゜参照電圧との電圧差に充分敏感に電流を発生させれ
ば、共通化した電流路の電流は、最大信号量を有する画
素からの寄与が強調されるので、この電流を検出してA
GC機能を果たすようにする。[Summary of the Invention] The present invention provides a circuit that non-destructively detects the amount of signal charge for each photosensitive pixel, generates a voltage corresponding to the amount of charge, compares the voltage with a reference rolling pressure, and calculates the amount of signal charge according to the difference. generates a current. If current is detected by guiding this current to a common current path and generating a current sufficiently sensitive to the voltage difference with the 9° reference voltage, the current of the common current path will be applied to the pixel with the maximum signal amount. Since the contribution from A is emphasized, this current is detected and A
Make it perform the GC function.
これにより局所的に強い光が当たった場合も、最大値を
略一定に保つことができる。つまり従来は平均値をモニ
タしたのに対し、本発明では最大値をもモニタするよう
にしたものである。This allows the maximum value to be kept approximately constant even when locally strong light hits. In other words, whereas conventionally the average value was monitored, the present invention also monitors the maximum value.
〔発明の実施例」
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第3
図において15は半導体基板、I6a〜16nは感光画
素、17はバリアグー十、18h〜18nはフローティ
ングゲート、I9a〜19nは第1のMOS )ランジ
スタ、2oa〜20nはフローティングダートの電位設
定のためのリセットゲート、2Ia〜21nは70−テ
ィングダート下の電位排出のためのクリアゲート、22
a〜22nはドレイン領域、23h〜23nは電流供給
源、24a〜24nは第2(D MOS ) 5ンジス
タ、25は配流検出部、26はクリアダートへの電圧i
4ルス印加端子、27は参照電圧印加端子、28は動作
信号発生部、29は動作信号印加端子、3oは移送電極
、3IはCCDレソレジスタ2はCOD出力部、33は
参照電圧印加端子、34は電源である。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Third
In the figure, 15 is a semiconductor substrate, I6a to 16n are photosensitive pixels, 17 is a barrier gate, 18h to 18n are floating gates, I9a to 19n are first MOS) transistors, and 2oa to 20n are resets for setting the floating dart potential. Gates 2Ia to 21n are clear gates for draining the potential under the 70-ting dart, 22
a to 22n are drain regions, 23h to 23n are current supply sources, 24a to 24n are second (DMOS) transistors, 25 is a current distribution detection unit, and 26 is a voltage i to clear dirt.
4 pulse application terminal, 27 reference voltage application terminal, 28 operation signal generation section, 29 operation signal application terminal, 3o transfer electrode, 3I CCD resistor 2 COD output section, 33 reference voltage application terminal, 34 It is a power source.
第3図の構成は、(イ)感光画素で発生した1百号電荷
を非破壊検出して電圧信号として発生するところ、(ロ
)発生した電圧信号でAGC動作するところとしてとら
えることができる。The configuration shown in FIG. 3 can be understood as (a) non-destructively detecting the 100 charges generated in the photosensitive pixels and generating them as voltage signals, and (b) performing an AGC operation using the generated voltage signals.
まず上記(イ)項を説明する。端子26にリセットパル
スを印加して、70−ティングダート18h〜18n下
の電荷をドレイン22&〜22nに排出すると共に、フ
ローティンググー1)78a〜18nの電位を、端子2
7に印加される直流電圧v8Tに設定し、再度フローテ
ィング状態とする。これが動作の出発点となる。これ以
後感光画素16a〜16nで発生した電荷が、バリアダ
ート17をのりこえてフローティングゲート18 a
% 18 n下の空乏層へ蓄積されていく。この蓄積状
態においてフローティングゲート18h〜18nは、電
気的にフローティング状態となっているので、このダー
トの電位Vは、蓄積さnる電荷が電子であるとして七の
電荷量を−Q(Q>0)とすると、はぼV = Va、
、 −A”Q ・・・(1)となり(Aは比例定数)、
信号電荷量に応じた電位変動をする。従って第1のMO
S )ランジスタ19a〜19nのダートには、フロー
ティングゲート18h=18n下の電荷量を−Qa〜−
Qn、!:して、例えばトランジスタ19aのダートに
Fl ” Vs+r A”Qa’、トランジスタ19b
のダートにはv8T−A−Qb#・・・等の電圧が印加
される。AGC動作は後述するとして、動作信号発生部
28から読み出し・ぐルスが発生して移送ダート(移送
電極)30が開くと、各々のフローティングダート下の
電荷はCODレジスタ31に移送され、通常のCCD動
作によりCCDレジスタ31内を転送されていって、出
力部32で時系列信号として出力される。First, the above item (a) will be explained. A reset pulse is applied to the terminal 26 to discharge the charges under the floating darts 18h to 18n to the drains 22 & to 22n, and to change the potential of the floating darts 1) 78a to 18n to the terminal 2.
The DC voltage applied to the terminal 7 is set to v8T, and the floating state is set again. This is the starting point for the operation. Thereafter, charges generated in the photosensitive pixels 16a to 16n cross over the barrier dirt 17 and reach the floating gate 18a.
% 18N is accumulated in the depletion layer below. In this accumulation state, the floating gates 18h to 18n are in an electrically floating state, so the potential V of this dart is -Q (Q>0 ), then V = Va,
, -A”Q ...(1) (A is a proportionality constant),
The potential changes according to the amount of signal charge. Therefore the first M.O.
S) For the darts of transistors 19a to 19n, the amount of charge under floating gate 18h=18n is -Qa to -
Qn,! : Then, for example, to the dirt of the transistor 19a, Fl ” Vs+r A”Qa′, to the dirt of the transistor 19b.
A voltage such as v8T-A-Qb#... is applied to the dirt. The AGC operation will be described later. When a readout signal is generated from the operation signal generator 28 and the transfer dart (transfer electrode) 30 is opened, the charge under each floating dart is transferred to the COD register 31, and the charge is transferred to the COD register 31, and the charge is transferred to the COD register 31. The signal is transferred within the CCD register 31 by operation, and is output as a time-series signal at the output section 32.
次に上記(ロ)項のAGC動作を説明する。この説明は
フローティングダート18a〜18nの電位をモニタし
、これによって移送ダート30を開くパルスを発生する
までの動作である。いまフローティングゲートI8&の
部分を例にとって説明する。トランジスタ19h−のM
OSゲートには′v8t−AaQ、L#の電圧が印加さ
れ、これに応じてそのケ9−ト下にポテンシャル井戸が
生じる。その井戸φは、B、Cを定数としてφ=BX(
ダート印加電圧)+C・・・(2)となる。これはトラ
ンジスタ198〜19nに共通の・式Cある。従って例
えばフローティングたト18aの場合は
φ= B X (v8t、 −A−Q、 ) + C=
B・vst+C−B@AIIQIL
=φ0−αQa ・・・(3)
但しφ、=B・v8t+C2α= B−A テ、コノφ
d11αハ各70−ティンググートに共通である。Next, the AGC operation in item (b) above will be explained. This explanation is about the operation of monitoring the potentials of the floating darts 18a to 18n and thereby generating a pulse to open the transfer dart 30. The explanation will now be given by taking the floating gate I8& as an example. M of transistor 19h-
A voltage of 'v8t-AaQ,L# is applied to the OS gate, and a potential well is generated under the gate in response. The well φ is φ=BX(
Dart applied voltage)+C...(2). This is a formula C common to transistors 198 to 19n. Therefore, for example, in the case of the floating table 18a, φ= B X (v8t, -A-Q, ) + C=
B・vst+C−B@AIIQIL=φ0−αQa...(3) However, φ,=B・v8t+C2α=B−A Te, Konoφ
d11α is common to each 70-tinggut.
一方、第2のMOS )ランゾスタ24a〜24nのダ
ートにも、端子33に印加された参照電圧に応じて一定
のポテンシャル井戸が発生している。こnをφBとする
。このφBは参照電圧を変化させることや、トランジス
タ24h〜24nのダート下の閾値電圧を例えばイオン
打ち込み等で制御することによって調整することができ
る。On the other hand, a certain potential well is also generated in the darts of the second MOS transistors 24a to 24n according to the reference voltage applied to the terminal 33. Let this n be φB. This φB can be adjusted by changing the reference voltage or by controlling the threshold voltages under the dirt of the transistors 24h to 24n by, for example, ion implantation.
さてMOS )ランジスタ24hのドレイン(電流検出
部25側)は、トランジスタ19hのダート下のポテン
シャル井戸φと、トランジスタ24aのダート下のポテ
ンシャル井戸φ8との大小関係に応じて、第4図に示す
ような関数関係I=I(φ)で電流(端子33の参照電
圧とフローティング?”−) 18 aとの電圧比較に
応じた電流)が流れる。ここでI。は定電流源23aの
供給する電流、Δφは各々のトランジスタの寸法やIo
の値によって定まる定数である。第4図の横軸を1φo
−(Q、 ”とおきかえれば、信号電荷QILに対して
電流が定まる。なおAGC動作を行なわせるためには、
φ8がφ。よりも充分小さい値に設定されていることが
必要である。さてMOSトランジスタ24a〜24nの
ドレインは共通化されているので、この共通化されてい
る電流路を流れる全電流Jは、
J=I(φo−aQ &) + T (φ0−αQ、
) +−・・+1(φ0−αQn)・・・(4)
となシ、この電流Jを検出してAGC動作させる。Now, the drain of the transistor 24h (on the side of the current detection section 25) is determined as shown in FIG. A current (a current corresponding to the voltage comparison between the reference voltage at the terminal 33 and the floating ?18a) flows with the functional relationship I=I(φ).Here, I is the current supplied by the constant current source 23a. , Δφ are the dimensions of each transistor and Io
is a constant determined by the value of . The horizontal axis in Figure 4 is 1φo
-(Q, ”, the current is determined for the signal charge QIL. In order to perform the AGC operation,
φ8 is φ. It is necessary that the value is set to a value sufficiently smaller than . Now, since the drains of the MOS transistors 24a to 24n are shared, the total current J flowing through this shared current path is J=I(φo-aQ &) + T(φ0-αQ,
) +-...+1(φ0-αQn)...(4) Then, this current J is detected and the AGC is operated.
次にこの”電流Jによってどのような判定をすればよい
のかを述べる。いまリセッ) i+ルス印加直後のQa
=Qb =−Qm=Qn= 0のときは、魅はφ。ニジ
も次分小さいので、J=0となっている。次に局所的に
(例えば感光両案16aのみに)光があたった場合を考
えると、Qaのみ零でないから、この時の電流J1 は
J、 = I (Qo−αQIL) ・・・(5)とな
る。一方、この逆の極端なケースとして、全ての画素に
一様な光が当っている場合は、画素数をnとしてQ、
= Qb−・・・=Qn=Qn(=Qとおく)とすれば
、この時の電流J2はJ2=n・■(φ。−α酌 ・・
・(6)となるが、いま全′電流の検出感度をIJ度な
いしはI0工り小さい程度と設定し、全電流J25(こ
の成流値に達したとき移送電極30に79ルスを印加す
ることにする。簡単のためこの電流をIoそのものとす
ると、Jlの場合に6φ。−αQa−φ1即ち
Q2L=(φ。−φ2)彦 ・・・(7)のときに積分
を終了するが、J2の場合はI(φ。−α酌=Io/n
・・・(8)の場合に積分を終了することとなる。n
25;大きい場合、これはほぼφ。−αiよφ1″で積
分を終了することに関当するので、このときはiΣ(φ
。−φi)/α=(φ。−φ2)バーΔφ/α ・・・
(9)従って(7)式、(9)式両者を比較すると、一
画素のみにあたった場合がΔφ/αだけ大きく、Δφを
小さくして第4図の傾斜を立たせれば、誤差分はいくら
でも改善できる。Next, we will discuss what kind of judgment should be made based on this current J. (Reset now) Qa immediately after applying i + pulse
When =Qb =-Qm=Qn=0, charm is φ. Niji is also the next smaller size, so J=0. Next, considering the case where light is applied locally (for example, only to the photosensitive plate 16a), since only Qa is not zero, the current J1 at this time is J, = I (Qo - αQIL) (5) becomes. On the other hand, in the opposite extreme case, when all pixels are illuminated by uniform light, Q, where the number of pixels is n,
= Qb-...=Qn=Qn (=Q), then the current J2 at this time is J2=n・■(φ.-α)...
・For (6), now set the detection sensitivity of the total current to IJ degrees or I0 degrees smaller, and apply 79 rus to the transfer electrode 30 when the total current J25 (this commutated current value is reached). For simplicity, if this current is Io itself, then in the case of Jl, 6φ.-αQa-φ1, that is, Q2L=(φ.-φ2)hiko...The integration ends when (7), but J2 In the case of I(φ.−α account = Io/n
...In the case of (8), the integration ends. n
25; If it is large, this is approximately φ. −αi to φ1″, so in this case iΣ(φ
. -φi)/α=(φ.-φ2) bar Δφ/α...
(9) Therefore, comparing both equations (7) and (9), the case where only one pixel is hit is larger by Δφ/α, and if Δφ is made smaller to increase the slope shown in Figure 4, the error will be You can improve it as much as you like.
以上の説明は、全車流Jが1゜となったとき移送電極3
0を開くこととしたが、これが■。程度ないしは■。エ
リ小さい程度の場合でも同様であって、一画素のみに強
く当たった場合も、一様に当たった場合も、いずれを読
み出される電荷の最大値はΔφ/αの差しかない。また
以上の説明から明らかなように、一般的なパターンを撮
像する場合も、読み出される信号の最大値の差はΔφ/
α程度となるため、Δφを小さくするか、或いは電流の
検出感度を高めることにより、最大値を一定とするよう
なAGC動作を行なわせることができる。The above explanation is based on the transfer electrode 3 when the total vehicle flow J is 1°.
I decided to open 0, but this is ■. degree or ■. The same is true even when the area is small, and whether the pixel is strongly hit only on one pixel or uniformly, the difference in the maximum value of the charge read out is only Δφ/α. Furthermore, as is clear from the above explanation, even when imaging a general pattern, the difference in the maximum value of the readout signal is Δφ/
Therefore, by reducing Δφ or increasing the current detection sensitivity, it is possible to perform an AGC operation that keeps the maximum value constant.
第5図は上記システムに供される高感度電流検出回路2
5の具体例である。MOS l−ランジスタ34のダー
トは接地端子と共通化されて一定の電流供給源となり、
バイアス電流を供給する。Figure 5 shows the high-sensitivity current detection circuit 2 used in the above system.
This is a specific example of No. 5. The dart of the MOS l-transistor 34 is shared with the ground terminal and becomes a constant current supply source.
Provides bias current.
トランジスタ35にバリアダートであり、トランジスタ
36は負荷となる。電流は流路37を介して入力され、
負荷36のソース電位の変化をソースフォロワ38で検
出する。The transistor 35 is a barrier dirt, and the transistor 36 is a load. The current is input through the flow path 37,
A source follower 38 detects a change in the source potential of the load 36 .
第6図は、第3図の構成に第5図の電流検出回路を用い
た場合の出力波形とタイミングであり、第6図(&)ハ
端子26のリセットパルス、第6図(b) U第5図の
ソースフォロワ38の出力電圧、第6図(C)は移送電
極300ノ母ルスである。FIG. 6 shows the output waveform and timing when the current detection circuit shown in FIG. 5 is used in the configuration shown in FIG. 3, and shows the reset pulse of the terminal 26 in FIG. The output voltage of the source follower 38 in FIG. 5 is the output voltage of the source follower 38, and FIG. 6(C) is the output voltage of the transfer electrode 300.
即ちリセット/4’ルス印加後、ソースフォロワ38の
出力を見ていて、適当な大きさく閾値電圧)になると移
送′電極30を開く。なお第6図(b)において移送電
極を開いた後に再びリセットダートを開くまでは、ソー
スフォロワ38の出力電圧が閾値電圧となっても動作信
号発生部28から読み出しノクルスは発生しないように
なっている。That is, after applying the reset/4' pulse, the output of the source follower 38 is monitored, and when it reaches an appropriate level (threshold voltage), the transfer' electrode 30 is opened. In addition, in FIG. 6(b), even after the output voltage of the source follower 38 reaches the threshold voltage, no read nockles are generated from the operation signal generator 28 until the reset dart is opened again after the transfer electrode is opened. There is.
〔発明の効果」
以上説明した如く本発明によれば、ピーク出力をほぼ一
定とするAGC動作が可能となり、そのため信号処理が
簡単になり、また各画素の状態を検出していて被写体の
・母ターンの変化に対して迅速に応答できるなど、カメ
ラ等に用いられる固体撮像装置として好適である。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to perform an AGC operation that keeps the peak output almost constant, which simplifies signal processing, and also detects the state of each pixel so that the It is suitable as a solid-state imaging device used in cameras and the like because it can quickly respond to changes in turns.
第1図は従来の固体撮像装置の構成図、第2図は同構成
の作用を示すタイミング波形図、第3図は本発明の一実
施例の構成図、第4図は同構成の説明に用いる電流特性
図、第5図は同構成の一部回路図、第6図は同構成の作
用を示すタイミングチャートである。
16 a 〜76 n−=感光画素、18a〜18n・
・・フローティングゲート、19a〜19n。
24a〜24n・・・MOSトランジスタ、2θa〜2
0n・・・電位設定手段、21a〜21n・・・クリア
ダート、23a〜23n・・・電流供給源、25・・・
電流検出部、28・・・動作信号発生部、30・・・移
送電極、31・・・CODレジスタ(′a荷転送装置〕
。FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional solid-state imaging device, FIG. 2 is a timing waveform diagram showing the operation of the same configuration, FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanation of the same configuration. The current characteristic diagram used, FIG. 5 is a partial circuit diagram of the same configuration, and FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the same configuration. 16a to 76n-=photosensitive pixel, 18a to 18n・
...Floating gate, 19a-19n. 24a-24n...MOS transistor, 2θa-2
0n...Potential setting means, 21a-21n...Clear dirt, 23a-23n...Current supply source, 25...
Current detection section, 28... Operation signal generation section, 30... Transfer electrode, 31... COD register ('a load transfer device)
.
Claims (3)
感光画素からなる感光画累、列と、該感光画素列に沿っ
て配置され信号電荷を移送する電荷転送装置と、該電荷
転送装置及び前記感光画素列の間にあって前記各感光画
素で発生した信号′電荷が前記電荷転送装置の方向へ移
動するのを制御する移送電極と、前記感光画素における
電荷の積分状況を検出する検出部と、前記各感光画素の
信号電荷量と予め定められた参照基準電荷量との比較結
果に基づいて前記移送電極を制御し信号電荷を前記電荷
転送装置に送出する手段とを具備したことを特徴とする
固体撮像装置。(1) A photosensitive image stack or column consisting of a plurality of photosensitive pixels that generate signal charges according to the intensity of irradiated light, a charge transfer device that is arranged along the photosensitive pixel column and transfers the signal charge, and the charge transfer device. a transfer electrode that is located between the device and the photosensitive pixel row and controls the movement of signal charges generated in each of the photosensitive pixels toward the charge transfer device; and a detection section that detects the integration state of the charges in the photosensitive pixels. and means for controlling the transfer electrode and sending the signal charge to the charge transfer device based on a comparison result between the signal charge amount of each photosensitive pixel and a predetermined reference standard charge amount. A solid-state imaging device.
数の感光画素からなる感光画素列と、該感光画素列に沿
って配置され信号電荷を移送する電荷転送装置と、該電
荷転送装置及び前Hd感元画累列の間にあって前記各感
光画素で発生した信号電荷が前記電荷転送装置の方向へ
移動するのを制御する移送電極と、前記感光画素におけ
る電荷の積分状況を検出する検出部と、この検出部から
の信号を受けて前記移送電極を制御する動作信号発生部
とを具備し、前記検出部は、前ロピ感光画素の信号電荷
量を非破壊的に検出して電圧出力として発生する、感光
画素毎に設けられた電位検出部と、前記感光画素毎に設
けられた第1.第2のVDSトランジスタと、前記第2
のMOS )ランジスタのドレインを共通化してこの共
通化ドレインを流れる電流を検出する電流検出部よ!l
fxt)、前記電位検出部で検出された電圧出力を前
記第1のMOS )ランジスタのダートに印加し、第1
のMOS)ランジスタのドレインにはドレイン省圧を印
加し、第1のMOS )ランジスタのソースにrit流
供流源給源けると共に前記第2のMOS トランジスタ
のソースへの接続部を設け、第2のMOS )ランジス
タのダートを共通接続してこれに参照電圧を印加し、前
記電流検出部によって検出された電流値によって前記動
作信号発生部を駆動し、前ムピ移送電極を制御する信号
を発生させることを特徴とする固体撮像装置。(2) A photosensitive pixel row consisting of a plurality of photosensitive pixels that generate signal charges according to the intensity of irradiated light, a charge transfer device arranged along the photosensitive pixel row and transferring signal charges, and the charge transfer device and a transfer electrode that is located between the previous Hd-sensing original pixel row and controls the movement of the signal charge generated in each of the photosensitive pixels toward the charge transfer device, and a detector that detects the integration state of the charge in the photosensitive pixel. and an operation signal generation section that receives a signal from the detection section and controls the transfer electrode, and the detection section non-destructively detects the amount of signal charge of the front photosensitive pixel and outputs a voltage. A potential detecting section provided for each photosensitive pixel, and a first potential detecting section provided for each photosensitive pixel, which generates a potential as shown in FIG. a second VDS transistor;
MOS) A current detection unit that makes the drain of the transistor common and detects the current flowing through this common drain! l
fxt), the voltage output detected by the potential detection unit is applied to the dart of the first MOS transistor), and
A drain pressure saving voltage is applied to the drain of the first MOS transistor, a rit current supply source is applied to the source of the first MOS transistor, and a connection to the source of the second MOS transistor is provided. MOS) transistor darts are commonly connected and a reference voltage is applied thereto, and the operation signal generation section is driven by the current value detected by the current detection section to generate a signal for controlling the front MPI transfer electrode. A solid-state imaging device characterized by:
の感光画素に対して設けられ感光画素から流入する信号
電荷を蓄積するフローティング状態トと、このフローナ
イングr−トの電位を、外部信号に応じてフローティン
グ状態とすることができると共に外部設定電圧に設定す
る醒位設足手段と、前記フローティングゲート下の電荷
を外部信号に応じてドレインへ排出する電荷排出手段と
からなることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
の固体撮像装置。(3) The potential detecting section provided for each photosensitive pixel detects the potential of a floating state G which is provided for each photosensitive pixel and accumulates signal charges flowing from the photosensitive pixel, and a potential of this flowing state R-G. , consisting of a floating state setting means that can be brought into a floating state according to an external signal and set to an externally set voltage, and a charge discharging means that discharges the charge under the floating gate to the drain according to an external signal. A solid-state imaging device according to claim 2, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59009757A JPS60153274A (en) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | Solid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59009757A JPS60153274A (en) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | Solid-state image pickup device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60153274A true JPS60153274A (en) | 1985-08-12 |
Family
ID=11729153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59009757A Pending JPS60153274A (en) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | Solid-state image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60153274A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6387874A (en) * | 1986-10-01 | 1988-04-19 | Hitachi Ltd | Solid-state image pickup device |
US4791446A (en) * | 1986-02-14 | 1988-12-13 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Light measuring device |
JPH0198259A (en) * | 1987-10-09 | 1989-04-17 | Fujitsu Ltd | Image sensor |
JPH07307888A (en) * | 1994-12-26 | 1995-11-21 | Kyocera Corp | Output device for image sensor |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP59009757A patent/JPS60153274A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4791446A (en) * | 1986-02-14 | 1988-12-13 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Light measuring device |
US4843417A (en) * | 1986-02-14 | 1989-06-27 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Light measuring device |
JPS6387874A (en) * | 1986-10-01 | 1988-04-19 | Hitachi Ltd | Solid-state image pickup device |
JPH0198259A (en) * | 1987-10-09 | 1989-04-17 | Fujitsu Ltd | Image sensor |
JPH07307888A (en) * | 1994-12-26 | 1995-11-21 | Kyocera Corp | Output device for image sensor |
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